量子力学の世界(その5)
量子力学の世界(その5)

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量子力学-10001-3
今回は、この目次の11を掲載。

量子力学入門-11:量子と概念の世界-110001

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%A6
量子力学(りょうしりきがく、英語:quantum mechanics)は現代物理学の一つ。古典力学で説明しきれない電子や原子核などの間の微視的現象を説明するために開発された理論である。

概要 [編集]

ニュートン力学では、物体に、初期値すなわち「位置と運動量」を与えれば、その物体の運動は完全に決定される。
しかし、実際には、原子や分子、電子、素粒子などの非常に小さなスケールの現象(微視的現象)を扱う場合、粒子の位置と運動量は同時に両方を正確に測定することができない(不確定性原理)[1]。
また、原子や電子が粒子としての特徴をもつと同時に波としての特徴をもつ(物質波の概念)ことが知られている。一方、光や電波のような電磁波もまた、波としての性質を持つと同時に粒子としての特徴をもつ(光量子仮説)ことが知られている[2]。
このような性質をもっている量子という概念を導入すると、量子の確率分布を数学的に記述することができ(確率解釈)、粒子や電磁波の振る舞いを理解することができる。これを量子力学と呼ぶ。
1925年のハイゼンベルクの行列力学と、1926年のシュレーディンガーによる波動力学とがそれぞれ異なる数学的手法によって量子力学の基礎を完成させた[3]。
19世紀に信じられていた決定論的な物理学とは異質であるため、これらの理論が提案された20世紀初頭にはその解釈をめぐって大論争が展開された[4]。現在では、巨視的な物理から(原子スケール程度に)微視的な物理までをほぼ完全に記述できると考えられ、量子力学に基づいて多くの工学的な応用もなされている。更に微視的(素粒子スケール程度に)な物理までを記述する理論の研究も行われている。

物理学における量子力学の位置付け [編集]

現代的な立場では、量子論の中でも、基本変数として「粒子や剛体の古典力学と同じもの(たとえば位置と運動量)」に選び、足りないもの(スピンなど)は適宜補った量子論を「量子力学」と呼び、基本変数として「場とその時間微分または共役運動量」に選んだ量子論を「場の量子論」と呼ぶ。量子力学は、場の量子論を低エネルギー状態に限った時の近似形として得られる。[5]
量子力学をもとにして、それを手段として用いる物理学分野全般のことを量子物理学ということがある。これには物性物理学のほとんどの領域、素粒子物理学、核物理学など広範な分野が属する。また、工学的な応用研究を指して、量子工学と呼ぶ場合がある。材料関連、ナノテクノロジー、電子デバイス、半導体、超伝導素材の応用研究など、広範な分野が属する。量子物理学や量子工学という言葉はいずれもかなり広範囲の領域を含むため、現在では大学の学科の名称などにしか用いられていない。



最後に‘量子力学’に関する‘動画’を集めてみた。お好きなものからど~ぞ!


https://www.youtube.com/watch?v=1lNkZnE47Gk


https://www.youtube.com/watch?v=hxdwLdPKJ6M


https://www.youtube.com/watch?v=Q8savTZOzY0


https://www.youtube.com/watch?v=McoD5JPnYcg


https://www.youtube.com/watch?v=8niJ3nA0PmA


https://www.youtube.com/watch?v=r16Bz5BwGjM


https://www.youtube.com/watch?v=cxSJWQYG4p8


https://www.youtube.com/watch?v=tvGqrFNjU6A

(つづく)
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